生物技術(shù)與工程發(fā)酵工程基因工程細(xì)胞工程生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題重組DNA技術(shù)的基本工具基因工程的基本操作程序基因工程的運(yùn)用蛋白質(zhì)工程的原理和運(yùn)用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的運(yùn)用微生物的培養(yǎng)技術(shù)及運(yùn)用發(fā)酵工程及其運(yùn)用動(dòng)物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程胚胎工程轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性關(guān)注生殖性克隆人、禁止生物武器選擇性必修3--生物技術(shù)與工程自然發(fā)酵或曲種傳代的固體發(fā)酵生產(chǎn)，但不明原理戰(zhàn)國(guó)中山酒1850年約9000年前法國(guó)巴斯德證明酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的，從而將酵母菌與發(fā)酵聯(lián)系起來(lái)1897年20世紀(jì)40年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)酶在酵母菌發(fā)酵中的作用，了解了發(fā)酵的本質(zhì)。發(fā)酵向工業(yè)化生產(chǎn)方向發(fā)展抗生素發(fā)酵工業(yè)興起科技探索之路科學(xué)家用微生物生產(chǎn)谷氨酸，開始人工誘變特定微生物。酶、多糖、維生素工業(yè)興起20世紀(jì)70年代1957年發(fā)酵工程進(jìn)入定向育種的新階段20世紀(jì)80年代對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行綜合研究，能夠自動(dòng)記錄和發(fā)酵過(guò)程的全部參數(shù)重組胰島素生產(chǎn)科技探索之路第1節(jié)

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用第1章

發(fā)酵工程選擇性必修3--生物技術(shù)與工程掌握制作泡菜、果酒和果醋的原理及操作時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，體驗(yàn)制作泡菜、果酒和果醋的過(guò)程；說(shuō)出傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與不足。（科學(xué)探究、科學(xué)思維）掌握傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的概念和特點(diǎn)，說(shuō)出常見的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。（生命觀念）關(guān)注食品安全和健康的生活方式。（社會(huì)責(zé)任）學(xué)習(xí)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)010203問(wèn)題1：為什么一個(gè)是醇厚濃郁、耐人尋味的酒，一個(gè)卻是酸味柔和、口感綿長(zhǎng)的醋呢？

葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄發(fā)酵而來(lái)，但是一個(gè)經(jīng)酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生了酒精，另一個(gè)經(jīng)醋酸菌有氧呼吸產(chǎn)生了醋酸，因此口感不同。從社會(huì)中來(lái)問(wèn)題2：閱讀課本P4-5內(nèi)容,結(jié)合下列資料，思考酒曲是什么？釀酒加酒曲的目的是什么?資料一：我國(guó)釀造白酒的工藝在世界上獨(dú)樹一幟,白酒一般是以谷物為原料,加酒

曲發(fā)酵而成的。資料二：1857年,法國(guó)的微生物學(xué)家巴斯德通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，酒精發(fā)酵是由活的酵

母菌引起的。資料三：研究人員用顯微鏡觀察酒曲,發(fā)現(xiàn)酒曲內(nèi)含有根霉、曲霉、毛霉、酵母

菌、乳酸菌、醋酸菌等幾十種微生物。酒曲：釀酒加酒曲的目的：微生物使原料通過(guò)微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需的產(chǎn)物一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)探究1：閱讀課本P5，小組合作思考討論完成問(wèn)題1.請(qǐng)列表比較發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的異同。2.腐乳制作的菌種是什么？原理及過(guò)程。3.同樣的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣醬的口感都不完全相同，有些年份甚

至制作不成功，你知道這是為什么嗎？4.使用酵母制作饅頭屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)嗎？一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)1.1發(fā)酵：1.1.1概念：1.1.2原理：不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力，因此利用它們就可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物。1.1.3類型：好氧發(fā)酵厭氧發(fā)酵醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵氧氣需求指人們利用微生物，在適宜條件下，將原料通過(guò)微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過(guò)程。一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)固體發(fā)酵半固體發(fā)酵泡菜、糧食白酒、腐乳等豆豉、醬、醬油等混合菌種直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保留下來(lái)的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中微生物進(jìn)行發(fā)酵，制作食品的技術(shù)。1.2傳統(tǒng)發(fā)酵：1.2.1概念：1.2.2類型：1.1.3實(shí)例：一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)腐乳制作②原理：小肽氨基酸+甘油脂肪酸+酵母、曲霉和毛霉等多種微生物(毛霉起主要作用)蛋白質(zhì)脂肪脂肪酶蛋白酶①菌種：酵母，曲霉和毛霉等。（真核）a.菌種來(lái)源：空氣中的毛霉b.代謝類型：異養(yǎng)需氧型c.生殖方式：孢子生殖d.分適宜溫度：15-18℃1.2傳統(tǒng)發(fā)酵：1.1.3實(shí)例：一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)腐乳制作空氣中的毛霉孢子或直接接種毛霉(15-18℃，一定濕度)目的:讓毛霉等產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶加鹽腌制加鹵湯瓶鹵湯包括酒和香辛料酒:抑制微生物生長(zhǎng)，并使腐乳具有獨(dú)特香味；香辛料:調(diào)味，防腐殺菌密封腌制鹵湯中酒的含量應(yīng)控制在12%左右，過(guò)高會(huì)延長(zhǎng)腐乳成熟的時(shí)間，過(guò)低不足以抑制微生物生長(zhǎng)，可能導(dǎo)致豆腐腐敗隨豆腐層數(shù)加高增加鹽用量，接近瓶口表面厚一點(diǎn)目的:析出豆腐中的水分、抑制其它微生物生長(zhǎng)前期發(fā)酵后期發(fā)酵讓豆腐長(zhǎng)出毛霉1.2傳統(tǒng)發(fā)酵：1.1.3實(shí)例：一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)腐乳制作③操作步驟：?jiǎn)栴}3：每年進(jìn)行同樣的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣醬的口感都不完全相同，有些

年份甚至制作不成功，你知道這是為什么嗎？生產(chǎn)條件不易控制，容易受雜菌污染，生產(chǎn)效率較低等。問(wèn)題4：使用酵母制作饅頭屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)嗎？不屬于；使用前一次發(fā)酵保存下來(lái)的面團(tuán)進(jìn)行的才算。一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)探究2：閱讀課本P6，小組合作思考討論完成問(wèn)題1.在泡菜制作過(guò)程中鹽水煮沸的目的是什么？冷卻的目的是什么？2.為什么泡菜壇只能裝八成滿？3.用水密封泡菜壇的目的是什么？這說(shuō)明泡菜制作需要什么條件？4.發(fā)酵初期會(huì)有氣泡冒出，但氣泡的產(chǎn)生逐漸停止，試分析原因？5.泡菜發(fā)酵過(guò)程中，乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的含量變化。二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.1乳酸發(fā)酵：2.1.1菌種：乳酸菌(原核生物)a.分布：b.代謝類型：c.菌種種類：異養(yǎng)厭氧型乳酸鏈球菌、乳酸桿菌乳酸桿菌(桿狀)乳酸鏈球菌(球狀)2.1.2原理：C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量酶二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品空氣、土壤、植物體表、人或動(dòng)物腸道內(nèi)在無(wú)氧氣的情況下能將葡萄糖分解成乳酸2.1.3實(shí)例：泡菜制作(1)材料用具：亞硝酸鹽的含量低2.1乳酸發(fā)酵：2.1.3實(shí)例：二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品泡菜制作食鹽、清水、新鮮蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料泡菜壇或其他密封性良好的罐子等配制鹽水蔬菜處理裝壇加鹽水封壇發(fā)酵過(guò)高：乳酸發(fā)酵受抑制，泡菜風(fēng)味差過(guò)低：雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)殺菌、除氧發(fā)酵初期，大腸桿菌、酵母菌等較為活躍，產(chǎn)生較多的CO2，防止發(fā)酵液溢出壇外；防止因太滿使鹽水未完全淹沒菜料而導(dǎo)致菜料變質(zhì)腐爛；留有一定空間，方便拿取泡菜創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過(guò)菜料，蓋好壇蓋向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，在發(fā)酵過(guò)程中注意向水槽中補(bǔ)充水；根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時(shí)間不影響乳酸菌的生命活動(dòng)清水和食鹽配制質(zhì)量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用(2)泡菜制作步驟：洗凈→切塊或條，混勻，晾干裝壇；至半時(shí)，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，直至八成滿2.1乳酸發(fā)酵：2.1.3實(shí)例：二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品泡菜制作發(fā)酵時(shí)期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵初期發(fā)酵中期發(fā)酵后期曲線模型少(O2抑制乳酸菌活動(dòng))少增加(硝酸鹽還原菌的作用)最多(乳酸抑制其他菌活動(dòng))增多下降(硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解)減少(乳酸積累，pH下降，抑制其活動(dòng))繼續(xù)增多最后保持穩(wěn)定下降至保持相對(duì)穩(wěn)定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)（3）泡菜制作過(guò)程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化情況分析2.2酒精發(fā)酵：2.2.1菌種：酵母菌(單細(xì)胞真核)a.代謝類型：b.最適生長(zhǎng)溫度：c.運(yùn)用：兼性厭氧型釀酒、制作饅頭和面包18～30℃有氧條件酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶無(wú)氧條件酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵C6H12O6

2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.2.2原理：a.代謝類型：b.最適生長(zhǎng)溫度：c.運(yùn)用：當(dāng)氧氣、糖源充足時(shí)能將糖分解成乙酸當(dāng)缺少糖源時(shí)能將乙醇轉(zhuǎn)化成乙醛，再將乙醛變成乙酸異養(yǎng)需氧型可用于制作各種風(fēng)味的醋30～35℃“糖制醋”“酒制醋”C6H12O6＋2O2

2CH3COOH(乙酸)＋2CO2＋2H2O+能量酶酶C2H5OH＋O2

CH3COOH(乙酸)＋H2O+能量2.3醋酸發(fā)酵：2.3.1菌種：醋酸菌(原核生物)二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.3.2原理：1.制作果酒、果醋的方法步驟？2.果酒和果醋的制作沖洗的目的是什么？3.為什么先沖洗葡萄再去除去枝梗？4.為什么果酒發(fā)酵瓶要留有大約1/3的空間？5.為什么將溫度控制在18-30℃進(jìn)行發(fā)酵？6.在果酒發(fā)酵過(guò)程中，為什么每隔12小時(shí)左右將瓶蓋擰松一次？7.如何檢測(cè)果酒和果醋的制作是否成功？探究1：請(qǐng)同學(xué)們觀看以下果酒和果醋制作的視頻，小組合作思考討論完成問(wèn)題二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(1).材料用具：①新鮮的水果（如葡萄、蘋果、山楂和龍眼等）②洗潔精、體積分?jǐn)?shù)70%的酒精、發(fā)酵瓶、紗布和榨汁機(jī)等二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.4果酒和果醋的制作：(2).方法步驟：器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵防止野生菌種數(shù)量減少，影響發(fā)酵將器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒，晾干備用將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶(注意:要留有大約1/3的空間)，蓋好瓶蓋去除表面灰塵、污物避免葡萄破損，減少被雜菌污染的機(jī)會(huì)①先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后，再進(jìn)行酒精發(fā)酵②防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.4果酒和果醋的制作：(2).方法步驟：取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干溫度控制在18-30℃進(jìn)行發(fā)酵。發(fā)酵過(guò)程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(diǎn)(注意:不是打開瓶蓋)，再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時(shí)間為10-12d。可通過(guò)從發(fā)酵瓶口取樣來(lái)對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行檢測(cè)。排出氣體防止雜菌污染當(dāng)葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進(jìn)行葡萄醋的發(fā)酵。發(fā)酵溫度為30-35℃，時(shí)間為7-8d。制造有氧條件，進(jìn)行醋酸發(fā)酵；又減少空氣中的塵土污染防止氧氣進(jìn)入，利于酒精發(fā)酵器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.4果酒和果醋的制作：(2).方法步驟：果酒果醋a.聞b.品嘗c.用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測(cè)a.聞b.品嘗c.使用pH試紙檢測(cè)檢測(cè)和比較發(fā)酵前后的pH值d.觀察醋酸菌膜是否形成二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.4果酒和果醋的制作：(3).果酒和果醋制作成功與否的檢測(cè)：橙色灰綠色問(wèn)題8：在制作果酒和果醋的過(guò)程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？其中最明顯的變化發(fā)生在

發(fā)酵后多少天？引起變化的原因是什么？①產(chǎn)生氣泡，酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生CO2②產(chǎn)熱，會(huì)使發(fā)酵液溫度上升，應(yīng)注意控溫③隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，由果皮進(jìn)入發(fā)酵液的花青素會(huì)越來(lái)越多，因而發(fā)酵液的

顏色會(huì)逐漸加深變成深紅色④果醋發(fā)酵完成時(shí)，在發(fā)酵液的液面上會(huì)出現(xiàn)一層菌膜，這是醋酸菌膜二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.4果酒和果醋的制作：?jiǎn)栴}9：在制作果酒的過(guò)程中，除了酵母菌,是否還有其他微生物生長(zhǎng)？它們會(huì)對(duì)果酒發(fā)

酵產(chǎn)生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？還有乳酸菌、醋酸菌等微生物可以通過(guò)減少O2含量、調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度、pH來(lái)控制醋酸菌含量可以通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)酵的溫度、pH等來(lái)控制乳酸菌含量在有氧的情況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇→乙醛→醋酸乳酸菌能將糖分解為甘油、酒石酸等，從而使果酒變質(zhì)二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.4果酒和果醋的制作：?jiǎn)栴}10：在制作果醋的過(guò)程中，酵母菌是否還會(huì)繼續(xù)發(fā)酵？醋酸菌從何而來(lái)？采用什么措

施可以加快果醋的制作？①隨著醋酸發(fā)酵的進(jìn)行，發(fā)酵液的pH、發(fā)酵溫度等均不利于酵母菌的生長(zhǎng)繁殖，

因此酵母菌活性很低，不會(huì)繼續(xù)發(fā)酵。③在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵需要人工接種醋酸菌，或者買一瓶醋。將其打開暴露

于空氣中，一段時(shí)間后在醋的表面會(huì)有一層薄膜(即醋酸菌膜)，用這層薄膜進(jìn)

行接種亦可。②在我們的實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會(huì)進(jìn)入發(fā)酵液中大量繁

殖，其他的